中国脑机接口新突破清华大学团队实现高位截瘫患者脑控光标

中国脑机接口新突破清华大学团队实现高位截瘫患者脑控光标 这意味着中国在脑机接口领域迎来又一个突破性进展。据介绍，患者因意外事故导致颈椎C3-C4节段高位截瘫，完全失去自理能力。去年12月，由贾旺团队为患者成功实施微创无线脑机接口NEO（Neural Electronic Opportunity）植入手术。经过两个月的康复训练，患者实现了通过意念活动驱动气动手套抓握水瓶等脑机接口运动辅助功能，同时还实现了在普通家居环境中，仅凭意念就可控制电脑屏幕光标移动。根据康复计划中，团队将进一步训练患者通过意念活动控制电子书翻页、光标点击确认等，增强患者与电子设备的交互性。值得一提的是，今年1月，宣武医院与清华大学团队共同宣布首例患者脑机接口康复取得突破性进展。首例接受脑机接口处理器植入脑内的患者是一位车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤（ASIA评分A级）的男性。脑机接口处理器为两枚硬币大小，植入患者颅骨中成功采集感觉运动脑区颅内神经信号。在3个月居家脑机接口康复训练后，该患者可通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握解码准确率超过90%。官方表示，与马斯克旗下的Neuralink脑机接口不同，清华团队的系统是把电极放在大脑硬膜外，通过长期动物试验研制，不会破坏神经组织；采用近场无线供电和传输信号，体内无需电池。据了解，脑机接口技术未来有望在医疗、康复、娱乐等领域得到广泛应用。如脑机接口技术可用于帮助瘫痪患者恢复行走、说话等功能，用于帮助盲人、聋人感知周围环境。当然，该技术也能用于开发新的娱乐方式，比如脑机接口游戏等。 ... PC版： 手机版：

专访清华大学脑机接口科研团队负责人：中美“脑机接口”下一突破是什么？

专访清华大学脑机接口科研团队负责人：中美“脑机接口”下一突破是什么？ 中方团队脑机接口技术路径与美方有何不同？相关技术何时能得到成熟应用？清华团队相关技术负责人近日在接受《环球时报》记者采访时描绘了现实，也展望了远景。“在安全性和性能间寻求平衡”“我们的NEO技术突破并不是短时间内突然实现的，我们为此已经奋斗了十余年，走了很长的路才完成从科学想法到工程实现，最终步入临床试验的过程。”带领团队开展该项研究的清华大学医学院教授洪波近日在接受《环球时报》记者采访时表示，准确来说，其团队开展的是全球首例无线微创脑机接口试验，这与美国科研团队此前开展的打开硬脑膜全植入式的脑机接口试验不同，中方团队技术路径的关键在于微创。目前，脑机接口技术按照其是否需要侵入大脑以及侵入的程度分为非侵入式、侵入式、半侵入式三类。洪波借用“屋子”来阐释这些技术路径的不同：假设人类的大脑是一间屋子，屋中坐了几十个人，每个人都相当于一个脑细胞，全侵入式方案就相当于在每个人面前都放一个麦克风，此时信号采集的效果是最好的。马斯克“神经连接”公司采用的就是这种脑机方案，在硬脑膜内放入成百上千个电极采集脑细胞信号。而非侵入式的脑机技术相当于在屋外放一个麦克风，这时信号采集相对较弱，但安全性更高。而清华团队采用的则是一种“折中”的半侵入式方案，将电极放在硬脑膜外面。“此时采集的信号介于屋内屋外两者之间，有点像把麦克风贴在门边。我们追求的是安全性和性能之间的一种平衡。”洪波称。据了解，清华大学科研团队的无线微创植入脑机接口技术，是将多个电极贴在颅骨内的硬脑膜上，这一区域虽然信号采集不如直接将电极插入脑细胞内，但它不会对脑细胞产生损伤。“一般人的颅骨厚度有6毫米到1厘米，两侧和后脑甚至更厚，这足够嵌入电极和处理芯片。手术完成后，患者很快就可以回家，无线微创脑机技术更具长久性。”洪波表示。从科学上讲，侵入式脑机接口方案采集的信号量相较采用无线微创技术要强得多，但该技术的首要风险是感染。由于这种技术需要用一根插头连接大脑和外部设备，因此会产生一个开放式的创口。此外，当电极插进脑细胞，会引发胶质细胞的免疫反应。一段时间后，胶质细胞就会包裹电极，导致信号变差、系统难以顺畅工作。创伤感染和电极结痂也是马斯克“神经连接”公司脑机方案所面临的两大难题。将拓展更多应用场景据首都医科大学北京宣武医院介绍，全球首例接受NEO植入脑内的患者是一位因车祸引起的颈椎处脊髓完全性损伤的男性，该患者此前长期处于四肢瘫痪状态。在完成NEO临床植入试验后，该患者经过3个月的居家康复训练，目前可以通过脑电活动驱动气动手套，实现自主喝水等脑控功能，抓握准确率超过90%。洪波认为，接下来的目标是争取获得国家三类植入医疗器械许可证，团队正在准备大规模临床试验，乐观估计经过两年左右时间，无线微创植入脑机接口技术可获得上市许可，这就意味着这套脑机接口系统将成为一个成熟的产品，可以在全国得到应用。一旦成熟应用，受益的将不仅仅是高位截瘫患者，洪波介绍称，这项技术对于下肢康复患者、脊髓损伤患者，甚至渐冻症、抑郁症、癫痫、阿尔茨海默病等疾病患者都有相应的应用场景。以渐冻症患者为例，患者四肢的运动神经元几近凋亡，丧失了运动和感觉的能力，如果能将这套脑机接口连接到患者的大脑运动皮层，就可以控制电脑屏幕的光标。将来可以为渐冻症患者制造脑控的鼠标和键盘，用脑机接口技术操纵电脑打字，帮助渐冻症患者写文章并和他人交流。“包括这项技术未来是否可以用作语言解码，我们都在开展更精准的研究，团队有很多基础科学的积累，在国家自然科学基金和科技部资助下，正试图揭示人脑中如何编码汉语的语音和语言。如果再向远方展望，脑机接口技术不仅可以帮助残疾患者，更重要的是，它有可能成为未来人类进化中的重要一步。人类的行为是一种智能，富有灵活性和创造力，而机器的行为更加精准高效，又是另外一种智能，两者的融合将构建一个无限可能的未来。”洪波称。“数字永生”还有多远？除了在医学领域具有广阔应用前景外，脑机接口技术还被认为是一种具有颠覆性的前沿技术，马斯克的“神经连接”公司此前曾宣称，脑机接口技术的远景目标是连接人类意识与数字虚拟世界，甚至实现科幻电影中的数字永生。纵然互联网上对于脑机接口技术有许多想象，但洪波认为，立足现实，当下的脑机接口技术并不意味着能够用数字技术读取大脑中的信号并解读出当中的信息，脑机接口技术距实现“读脑”还有非常远的距离。北京邮电大学人工智能学院人机交互与认知工程实验室主任刘伟也持相同看法。他在接受《环球时报》记者采访时表示，目前的脑机交互技术更多集中在将人的脑电信号转化为机器可以理解的指令或动作，实现自动化的交互。这种技术可以被用于控制外部设备，如假肢、轮椅等，并在一些实验中也可用于控制电脑游戏或机器人等。“当前脑机交互更像是自动化交互，而不是智能化交互。”“大家对于科幻电影中所展现的一些前沿概念，都有着乐观的展望，但我认为实现数字永生要经历三阶段。第一阶段就是用脑机接口技术帮助残疾人以及一些特殊疾病患者，这也是我们当前所处的阶段。第二阶段是实现人脑智能和机器智能的融合交互。完成这两个阶段后，我们才有可能实现所谓的数字永生。”洪波表示，人类作为一个意识主体，形成意识的关键机制是什么，目前尚未揭示，数字永生相当于将人类大脑中所有神经细胞及其连接的信息都复制到硅基计算系统中，用高维度的数理方程来定义一个“意识”主体。即便这一畅想可以实现，但实现过程中所面临的科学问题仍然非常复杂。“我们只有充分了解人类大脑工作的各种机理，才能够在计算机人工智能和人类智能的接口之间实现更高的带宽，我们如今的带宽还不足以实现人机的智能融合。能否在近期让这样的科幻照进现实，我个人持悲观态度，如果说脑机接口技术是一本100页的书，现在可能才刚翻开第一页，只有等翻到第九十页时，我们对于意识产生机制或许才能得到一些答案。”洪波介绍称，相关问题正在一步步解决中，当中有多个技术瓶颈需要突破，首先就是要对脑科学的研究实现突破，至少要清楚地知道，究竟需要多少个电极，将电极放在大脑中的哪些地方才可以实现结合。其次需要科研团队进一步改进脑机接口系统的解码算法，“比如语言解码，如果想用脑机接口技术写文章或写小说，如何设计人类语言的解码算法，这个语言大模型的机制还不一样，这需要持续开展研究。下一步，我们可能会在后续临床试验中改进脑机接口解码技术，我们希望能在今年上半年看到试验结果。” ... PC版： 手机版：

瘫痪8年小哥植入脑机接口 狂打8小时“文明6”

瘫痪8年小哥植入脑机接口 狂打8小时“文明6” 这一刻，全世界都在欢呼。现在，已经有超过800万人观看了这场直播！具体来说，Neuralink是这样介绍的心灵胜过机器，见证人类第一次仅凭思想，控制计算机和玩电子游戏！是的，这是Neuralink的第一款产品，名为“心灵感应”。被质疑数年之后，如今的这段视频，终于证实：马斯克完成了多年以来的承诺让脑机接口造福人类。马斯克自豪转发了这一消息：“Neuralink下一个产品将是Blindsight”。如果真的能让盲人恢复“视力”，那这项技术实在太意义重大了。并且，患有严重退行性疾病（如ALS）的患者，或许也有可能仅仅用思想，就能发短信、上网冲浪。而他的评论区，毫不意外地再次炸锅了。“太鼓舞人心了，总有一天，这会帮助瘫痪的人再次行走。”“这是人类史上最不可思议的技术演示之一。”可以说，这段视频的发布，代表着Neuralink的一个里程碑。“在无与伦比的演示中，Neuralink打破了人类思维和技术之间的界限，展示了一个人毫不费力地通过思想移动计算机光标的过程。这一不朽的成就，预示着人类认知与机器共生的新篇章，打开了通往未来的大门，脑机接口（BCI）可以重新定义我们的能力以及与数字世界的互动”心灵感应成真，他已长出“原力”这段视频长达九分钟，内容就是这位名叫Nolan Arbaugh的小哥，通过脑机接口在笔记本电脑屏幕上移动光标。视频显示，他可以用自己的意念下棋，还能关上笔记本里的正在播放的音乐。而视频中并没有出现任何外部设备或者电线。Nolan今年29岁，在大概八年前的一场潜水事故中，他失去了四肢的所有运动能力和直觉，C4和C5椎骨永久性损伤，肩膀以下全部瘫痪。以前，如果Nolan想要操作笔记本和平板电脑，就必须靠父母的帮助，或者直接上嘴。但当他被植入Neuralink设备后，一切都改变了。跟我们想象的不一样，Neuralink大脑植入物的手术并不复杂。虽然患者需要切除一部分头骨，把电极插入脑组织，但Nolan第二天就出院了。他表示，自己对Neuralink的脑机接口技术非常满意。“你们能看到光标在屏幕上移动吧？这一切都是用我的大脑完成的，只有我一个人。这很酷，对吧？”如此娴熟地操作，需要花费多久的训练？根据Nolan的介绍，在今年1月份医生植入该设备后，自己一直在接受训练。开始操作时，他总是忍不住想用手，直到后来，他终于习惯了移动计算机光标，让它成为了自己的“第二天性”。现在，用意念去移动光标的操作，对他已经变得很容易，“就像是对着光标使用『原力』一样我可以让它移动到任何我想要的地方”。“我们似乎每天都在学习新东西，”他说。在瘫痪之后，他本来已经放弃了玩《文明VI》，但现在，他激动地表示“感谢Neuralink让我可以继续玩《文明VI》了，而且我可以一连玩8个小时！”如果说有什么不方便的话，那就是他需要给植入物充好电，在这之前必须等待一段时间。现在，Nolan已经对未来充满希望，他计划在万圣节和朋友们扮成X教授，毕竟这太应景了。Nolan表示，自己能实现的东西还有很多，目前绝不仅仅是旅程的终点。网友狂欢：马斯克，你为人类创造了历史在Twitter上，马斯克的粉丝们欢呼道“为了人类，你又迈出了一步！”“谢谢埃隆，你正在创造历史。”“太不可思议了，太可怕了。一方面，我开始阴谋论了。另一方面，我在想这能为残疾人做些什么？”有人提醒道：嘿，如果Nerualink芯片被黑进去，会发生什么可怕的事，你们想到了吗？有人表示，这才是心灵感应的正确使用方法，我们应该用脑机接口，而不是AI。这太吸引人了，大概会有很多人放弃自己的灵魂，加入Neuralink。马粉们表示，虽然每天一直宣传马斯克是个坏人，但他一直在为人类做好事，比如给那些不幸的人一些自由。脑机接口竞速这段视频的发布，也就意味着，全世界现在至少有三家成功研制脑机接口的公司了。另外两家是Blackrock Neurotech和Synchron，他们的时间线都领先了Neuralink上数年。而这三家的脑机接口技术，都各不相同。Neuralink今天发出的这段视频，也代表着医生和神经科学家在脑机接口（BCI）领域数十年的研究。世界上的第一个脑机接口设备，是2004年的“Utah array”，因为它是在犹他州发明。Blackrock Neurotech现在使用的，就是“Utah array”。所以，用Neuralink来治疗残疾，目前的可能性是多大呢？相关领域科学家表示，Nerualink目前的试验还处于早期阶段，并没有太多公开发布的信息，所以无法给出判断。的确，Neuralink在这段视频中展示的技术并不新鲜。德克萨斯大学西南医学中心神经外科系主任Nader Pouratian博士介绍说，“几十年来，我们已经能够做一些事情，比如在二维空间中控制光标。实际上，对于我们行业内的人来说，只要你能获得任何大脑信号，就能做到这点，这其实非常简单。”他表示，脑机接口令人兴奋，但如今依然有许多实际挑战需要解决，比如如何解释和分析大脑信号。在Pouratian看来，学术界和行业内对于技术的透明度，将是BCI进步的关键。而这次，除了马斯克的帖子之外，Neuralink几乎没有分享更多细节。截至周三，该试验尚未出现在clinicaltrials.gov上，这是大多数医疗设备公司分享研究信息的网站，以促成公众和其他医疗保健专业人员对于相关信息的了解。目前也尚不清楚，究竟有多少位患者参与了。要知道，Neuralink的产品必须经过几轮安全性和有效性测试，才能获得FDA的最终批准，最终进入市场。Christopher & Dana Reeve基金会，一直在帮助瘫痪的人。基金会首席科学官Marco Baptista博士说，我们有理由对Neuralink的技术抱有希望，对瘫痪的人产生有意义的影响。他表示，自己希望看到Neuralink的更多严肃的科学报告，比如通过同行评审的论文。 ... PC版： 手机版：

浙江大学脑机接口领域取得突破 可解读意念书写汉字

浙江大学脑机接口领域取得突破 可解读意念书写汉字 据财新网，中国科学家团队发布脑机接口领域的最新进展。4月23日，浙江大学医学院附属第二医院宣布，其通过侵入式脑机接口，首次实现控制机械臂书写汉字。 脑机接口可以将大脑信号转化为计算机可解读语言，进而直接操控外部设备，实现“意念控制”。在几类方法中，浙大二院采用的侵入式脑机接口技术难度系数最高，但信号采集更为精确。人脑的剖面从外到内依次是外层的头皮、头骨；头骨下有三层膜将大脑包裹起来，分别为硬脑膜、蛛网膜和软脑膜；再往内是大脑皮层和白质。脑机接口设备也按照侵入到脑部的层级被分为三类：附着在头皮上的是非侵入式脑机接口；皮层脑电图（ECoG）会穿过头骨但位于大脑皮层外，可置于硬脑膜外或硬脑膜下，属于半侵入式脑机接口；侵入式脑机接口则需要将电极植入大脑皮层。 来源：格隆汇